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電験3種過去問【2022年(下期)機械 問5】

2024年1月16日

【同期機】三相同期発電機の短絡比《計算問題》

 定格出力 8 000 kV・A、定格電圧 6 600 V の三相同期発電機がある。この発電機の同期インピーダンスが4.73Ωのとき、短絡比の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

\small{\begin{array}{cccc} &(1) 0.384 &(2) 0.665 &(3) 1.15 &(4) 1.50 &(5) 2.61 \\ \end{array}}

解答と解説はこちら

解答

(3)が正しい

解説

 定格出力 8 000 kV・A、定格電圧 6 600 V の三相同期発電機がある。この発電機の同期インピーダンスが4.73Ωのとき、短絡比の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 百分率同期インピーダンスz_s’[p.u.]は以下で与えられる。
ここで、同期インピーダンスZ_s[Ω]、定格出力P[MVA]、定格線間電圧V[kV]である。

 \displaystyle z_s’=\frac{PZ_s}{V^2}[p.u]

 短絡比Kは、以下で与えられる。

 \displaystyle K=\frac{1}{z_s’}

同期インピーダンスZ_s=4.73[Ω]、定格出力P=8[MVA]、定格電圧V=6.6[kV]とすると、求める百分率同期インピーダンス\z_s’

\displaystyle z_s’=\frac{PZ_s}{V^2}
 \displaystyle =\frac{8\times4.73}{6.6^2}
 \displaystyle =0.869[p.u]

百分率同期インピーダンスz_s’=0.869[p.u.]である。

短絡比Kは、

\displaystyle K=\frac{1}{z_s’}
 \displaystyle =\frac{1}{0.867}=1.15

したがって、短絡比K=1.15[p.u.]である。

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